Les matériaux magnétiques sont un ingrédient essentiel dans les composants qui stockent les informations dans les ordinateurs et les téléphones portables. Maintenant, Les chercheurs d'A*STAR ont développé un matériau qui pourrait aider ces dispositifs de mémoire magnétique à stocker et à récupérer des données plus rapidement tout en utilisant moins d'énergie.

Les dispositifs de mémoire fonctionnent lorsqu'un petit champ magnétique est appliqué au support de stockage pour aligner des aimants de niveau atomique appelés spins. Cet alignement de rotation, ou magnétisation, dans une région du matériau magnétique peut représenter un "bit" d'information, qui peut être "lu" à nouveau à l'aide d'un aimant. Les scientifiques tentent d'améliorer les performances des mémoires magnétiques en réduisant à la fois l'énergie nécessaire pour modifier la magnétisation et les bruits indésirables.

Une approche consiste à utiliser un matériau magnétique ayant une propriété connue sous le nom d'anisotropie magnétocristalline négative. Cela signifie que moins d'énergie est nécessaire pour aligner les spins dans un sens puis dans un autre, et ainsi le matériau est généralement plus facile à magnétiser et à démagnétiser. Cette faible coercivité est utile car ce matériau magnétique dit « doux » peut guider un champ magnétique sur la couche de stockage, diminuant ainsi l'intensité du champ qui doit être appliqué pour modifier l'aimantation du matériau « dur ».

Tiejun Zhou et ses collègues du A*STAR Data Storage Institute ont trouvé un moyen de réduire davantage la coercitivité d'un matériau souple appelé cobalt iridium en ajoutant du rhodium.

L'équipe a créé son matériau magnétique avec une technique connue sous le nom de pulvérisation cathodique magnétron à courant continu. Cobalt, l'iridium et le rhodium ont été simultanément éjectés de sources solides séparées dans une chambre à vide et déposés sur un substrat de silicium. En modifiant la puissance fournie à chacune des sources, les chercheurs ont pu contrôler la composition du matériau final, augmenter la quantité de rhodium au détriment de l'iridium. Les mesures des propriétés magnétiques des films CoIr-Rh ont démontré que l'introduction de ce rhodium réduisait la coercivité et la constante d'amortissement de plus de la moitié de celle du cobalt iridium non modifié.

"Lorsqu'il est utilisé dans un appareil, de tels matériaux à anisotropie magnétocristalline négative permettent un fonctionnement à fréquence plus élevée à un courant d'attaque inférieur et la création d'un champ magnétique à courant alternatif dans le plan plus élevé pour une commutation assistée efficace, et une plus grande stabilité contre les champs parasites et les fluctuations de température, " explique Zhou. L'équipe a démontré cette amélioration des performances dans un dispositif de mémoire appelé oscillateur à couple de rotation.

Les résultats montrent que CoIr-Rh pourrait aider à développer un stockage magnétique commercial à basse énergie. "En ajustant finement la composition, nous pouvons améliorer en permanence les propriétés des matériaux magnétiques pour répondre aux critères requis pour les applications de niveau industriel, " dit Zhou.